吉林大学抽水试验设计

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1、目录第一章、第二章、项目概况 2工作区概况 21、地理位置 22、地形地貌 23、气象水文 34、5、6、第三章、第四章、第五章、第六章、1、2、3、4、第七章、1、2、3、4、第八章、地质条件 3水文地质条件 4井孔及地下水流场 4抽水试验目的 5抽水试验设计依据 5抽水试验方案 5抽水试验技术要求 6水位监测 6流量监测 6水温监测 6水质监测 7水文地质参数计算方法 7稳定流 Dupuit 公式法 7Theis 配线法 7Jacob 直线图解法 7水位恢复法 7预期成果 7（吉林大学 2012 级地下水秘）第一章、项目概况吉林大学地下水长期观测试验场位丁吉林大学朝阳校区地质宫后侧的小型

2、地下水原位试验场，始建丁 2010 年 10 月，占地约 1500m2。配置 TRM-ZS 况小 型气象站、PC-2 卵土壤水分测定系统以及 8 眼地下水位动态长期监测井。作为 吉林大学地下水科学与工程专业、 水文与水资源工程专业的综合实践场所， 试验 场具备气象观测、地下水位动态观测、土壤水分观测、地下水水质监测等功能。自 2012 年开始，该试验场地增加了本科三年级生产实习的抽水试验内容。第二章、工作区概况（地理位置，分布范围，地形地貌，气象水文，地质与水文地质条件，井孔位置分布，井径、深度、高程，初始流场等值线）1、 地理位置抽水试验场位丁长春市中部吉林大学朝阳校区内，长春市是吉林省省会

3、，是全省的政治、经济、文化和交通中心。地处我国松辽平原东部，是东部低山丘陵向西部台地平原的过渡地带。地理坐标为 E 125 11 125 27 , N 43 45 44。00。西北与松原市毗邻，西南和四平市相连，东南与吉林市相依，东北 同黑龙江省接壤。第二松花江、饮马河、伊通河纵贯其间，伊通河为主要河流， 沿河两岸则为平坦的冲积平原。2、 地形地貌长看到四平深断裂是一条分割山地与平原的朱构造线，构造线以东为隆起区,以西为沉降区，长春地区位丁隆起区和沉降区之间。 地质构造的过渡性决定了长 春地貌类型的多样性，形成了长春地区东高西低的地貌特征。长春地区地貌由山地、台地和平原组成，形成了 “一山四岗

4、五分川”的地貌 格局。长春山地面积较小，约占长春地区土地总面积的9%;台地面积较大，约占 41%;平原面积最大，约占 50%;其中，河谷平原占 39.4%,低阶地占 7.5%, 湖积平原占 3.1%。长春市位丁松辽平原东侧边缘地带， 东部和南部靠近丘陵山地。区内包括两 个主要地貌单元：（1） 一级阶地（冲击河谷平原）：沿伊通河两岸呈带状分布，东宽西窄，地势平坦，微向伊通河倾斜，地面标高约为194-200 米（2）波状台地（冲洪积波状高平原）：位于伊通河西部，分布面积广，标高约为 210-240 米，地表呈近北东一南西向的波状起伏。此外，区内分布有两个次要地貌单元：（1）丘陵状台地，（2）低山丘

5、陵。3、 气象水文长春市地处北半球中纬度地带，届于北温带大陆季风气候，处于半十燥季风气候与半湿润季风气候过渡带，四季分明，雨热同期。每年冰冻期由 11 月到翌 年的 4月，长达 6 个月之久，冻土深度 1.61.85m。多年平均气温 5.3C ,最高温 度为 39.5C，最低温度为-39.8C，多年平均年降水量为 584.8 mm,多年平均年 蒸发量为 1239 mm。长春市水资源较为丰富，多年平均水资源总量为 27.46 亿立方米，其中地表 水资源量13.26亿立方米，地下水资源量16.36亿立方米，重复计算量2.16亿立 方米；过境水资源量为 148.06 亿立方米，主要来自第二松花 7

6、工和拉林河。长春市境内水系主要由第二松花 7 工、拉林河两大水系的部分河流和西北部闭流区组成。河流多数呈现南北走向、源近流短，水量不充沛，水情变化大，洪水历时短、河床不稳定等特点。4、 地质条件4、1 地质构造试验场在地质构造上届于松辽盆地。长春地区发育一系列相互平行的北东向断裂和北西向断裂。古近纪期间，本区内的北东向构造 （松辽盆地东缘断裂带、 伊舒地堑等）以伸展运动为主。在伊舒地堑内沉积了最厚达5000m 的古近纪沉积物。新近记期间，基本继承了古近纪的特点，地壳延伸和沉降运动主要发生在伊舒地堑。第四纪以来，应力场以近东西向挤压为主，北东向断裂为右旋走滑运 动。4、2 地层（1） 白垩系（K

7、）白垩系地层在研究区广泛分布，并被第四系地层所覆盖。白垩系地层以棕红色为主，为河流相沉积形成的砂岩与泥岩，二者交替出现，厚约 320m。（2） 第四系（Q）第四系地层在区内分布广泛。主要岩性为黄土状业粘土、业粘土、砂及砂砾石层，厚约 30m,与下伏白垩系呈不整合接触，按时代与成因细分如下： 下更新统冰水沉积层 （Q1fg）：岩性以灰白色质砂砾石为主，厚 1-3m，局 部可达 3-5m。 中更新统冲洪积层（Q2a1-p1） :分布于伊通河两侧，是台地的主要组成物 质。岩性为黄土状业粘土，具蒜瓣结构，含铁、铤结核，表层富含腐殖质，厚度10-25m不等。 全新统冲积层（Q4a1）:沿伊通河呈条带状分

8、布，一般厚 7-10m,局部厚 15m左右，上部岩性为黄灰色、黄褐色业粘土、淤泥质业粘土，厚 3-5m。5、 水文地质条件长春地区含水层分为第四系孔隙含水层和前第四系基岩裂隙含水层两大类 型，试验场地区地下水类型届于第四系台地冲洪积黄土状业粘土孔隙水。研究区位于黄土波状台地，届松辽波状平原的一部分。表层由中更新统黄土状业粘土组成，下部为业粘土，局部地段有下更新统的中粗砂和砂砾石，台地的主要含水层。第四系沉积总厚度一般为是黄土1525 米，最厚 30 米。第四系下13更新统砂、砂砾石空隙半承压含水层分布在黄土台地的北部和东部，一般厚米，最厚可达 5 米。岩性主要为粗砂和砂砾石，透水性、富水性均较

9、好。该层地 下水的补给，主要靠其上部黄土中潜水的越流补给。黄土地层的多层性、非均质性，决定了黄土含水层中赋水的不均匀性； 其结 构上的各向异性，制约着其渗透性能上的各向异性； 黄土层的颗粒级配，导致了 黄土含水层的水资源不可能很丰富。通常认为，黄土层是一种裂隙、孔洞一孔隙双重介质，其裂隙，孔洞以导水为主，孔隙以储水为主。6、 井孔及地下水流场吉林大学地下水长期观测试验场位于吉林大学朝阳校区内，建成于 2010 年，试验场内现有七眼井，其中有六眼为观测井，一眼为抽水井。监测井的编号为 CH1, C1,C2,C3,C4,C5,C6 其中 CH1 为抽水井，C1,C2,C3,C4,C5,C6 观测井

10、。观测井井深均为 16m,井径 16cm,抽水井井深为 30m，井径 20cm。监测井的具体信息见下表，各观测井的相对位置平面图见附图1,初始流场井口编号井深(m)ENEL井口高(cm)CH1C1C2C3C4C5C6301616161616160684878068487606848730684872068485306848300684847486317148631614863172486315948631484863139486317024224224224224224124230.027.028.027.024.021.3023.00第三章、抽水试验目的1、 获得吉林大学地下水长期观测试验场

11、在开采条件下的地下水动态水温、水质)变化过程数据。2、 通过地下水动态变化过程，分析地下水动态要素变化的成因和规律。3、 确定含水层的水文地质参数，包括渗透系数以及给水度。第四章、抽水试验设计依据1、试验场表层由中更新统黄土状业粘土组成， 下部为业粘土，局部地段 有(水位、下更新统的中粗砂和砂砾石，为第四系孔隙水。2、3、4、埋深保持在 3m 左右，径流稳定，基本处丁无压状态，为典型的潜 水。初始流场方向为近北东一南西向，水力梯度较小。年内水位动态具有较明显的季节性变化。 研究区无开采，受人为因素 影响较小，地下水动态主要受降水和蒸发作用控制。5、水温的变化较水位埋深缓慢，整体波动较小。随着气

12、温的变化，地下 水水温也随之变化，但影响不显著。第五章、抽水试验方案试验前先将水泵下入抽水井离井口 25m 处，通过管道将抽出的水引到距试 验场500m 以外，防止回渗进入含水层影响试验结果。正式抽水前，静水位观测 24 小时，2h 观测一次，6h 内变幅不大丁 2cm, 且无连续上升或下降，可以断定此时试验区周围没有其他的地方抽取地下水或者 其他对地下水位产生扰动的情况， 地下水位稳定，可以进行抽水试验。并对抽水 井和观测井进行取样，待做水质分析。0-24 小时进行小流量抽水试验，开始抽水后，控制抽水流量稳定，人工观测 水位变化情况，分别记录开始抽水后第1、2、3、4、6、10、15、20、

13、25、30、40、50、60、80、100、120min 的出水量和水位，以后每 30min 观测一次。同时，每隔 2h 测定一次水温，每隔 6h 进行一次取水样。25-48 小时进行大流量抽水试验，增大抽水流量，并保持稳定，人工观测水 位变化情况，分别记录开始抽水后第 1、2、3、4、6、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100、120min 的出水量和水位，以后每 30min 测定一次。同时，每隔 2h 测定一次水温，每隔 6h 进行一次取水样。49-72 小时进行水位恢复试验，停抽后立即人工观测水位变化，分别记录停 止抽水后第 1、2、3、4、6、10、15、20、2

14、5、30、40、50、60、80、100、120min的出水量和水位，以后每 30min 测定一次。同时，每隔 2h 观测一次水温，每隔 6h进行一次取水样。第六章、抽水试验技术要求1、 水位监测试验采用投入式液位计进行水位监测， 此方法操作简便，测量准确，且不受 水位埋深限制。抽水孔的水位测量应读数到厘米，观测孔的水位测量应读数到毫 米。在开始抽水后第1、2、3、4、6、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100、120min 各观测一次，以后每 30min 观测一次。停泵后立即观测恢复水位，观测时间间隔与抽水时期基本相同。若连续3h水位不变，或水位呈单向变化，连续 4h

15、内每小时水位变化不超过 2cm,或者水 位升降与自然水位变化相一致，即可停止观测。2、 流量监测流量采用容量法监测。由于抽水流量较小，用量桶进行出水量测定，测定时间与水位监测时间同步。量桶充满水所需的时间不宜少于3、 水温监测将水温计投入水中至待测深度，感温 5min 后，迅速上提并立即读数，从水 温计15s,应读数到 0.1s。离开水面至读数完毕应不超过20s，读数完毕后，将筒内水倒净。采用专用水银温度计，分度值为 0.2 G4、水质监测待测水样使用 500ml 聚乙烯瓶取样保存，取样之前用待测水样润洗。按照取 样时间进行编号，带到水分析实验室对水样进行水质简易分析。水质简易分析项目包括颜色

16、、透明度、嗅和味、沉淀、C 的、Mg2+、（Na+K+）、 ? cr、？?？?、pH 值、可溶性固形物总量、总硬度等 第七章、水文地质参数计算方法抽水试验场地表以下 30 米左右存在有粉质粘土和粘土，可构成含水层隔水 底板。抽水试验在此隔水底板之上的潜水含水层中进行，稳定流和非稳定流进行建模求得相关水文地质参数。1、 稳定流 Dupuit 公式法用主井和一个观测井稳定状态时数据，根据如下公式计算：（以下均为赵琳琳论文）2、 Theis 配线法3、 Jacob 直线图解法4、 水位恢复法第八章、预期成果所以按照潜水完整井的项目概况吉林大学地下水长期观测试验场位于吉林大学朝阳校区校园内地质宫后侧的

17、小型地下水原位试验场，始建于 2010 年 10 月，占地约 1500m2。配置 TRM- ZS2 型小型气象站、PC-2 卵土壤水分测定系统以及 8 眼地下水位动态长期监测 井。作为吉林大学地下水科学与工程专业、 水文与水资源工程专业的综合实践场 所，试验场具备气象观测、地下水位动态观测、土壤水分观测、地下水水质监测 等功能。自 2012 年开始，该试验场地增加了本科三年级生产实习的抽水试验内 容。抽水试验设计目的通过抽水试验，获得吉林大学地下水长期观测试验场在开采条件下的地下水动态（水位、水温、水质）变化过程数据，分析地下水动态要素变化的成因和规 律，确定含水层的水文地质参数，包括渗透系数以及给水度。